Stellar binaries incident on supermassive black hole binaries: implications for double tidal disruption events, calcium-rich transients, and hypervelocity stars
通过大量的引力散射实验，分析了恒星双星与超大质量黑洞双星相互作用的结果。大多数的相遇要么导致完整的双星被抛出，要么导致双星潮汐分裂后两颗独立的恒星被抛出。然而，潮汐破坏事件（TDE）和合并只占结果的百分之几，并且是时间上不同的TDE（即，被超大质量黑洞双星的至少一个轨道分开）发生在百分比水平。我们还表明，通过与SMBHB的相互作用，喷出的双星的属性显着改变，其大的偏心率增加合并率，并可能导致远离宿主星系核的引力波inspirals。我们讨论了我们的研究结果的背景下观察到的潮汐破坏事件，超高速恒星，和远程超新星，如富钙瞬变。
2018-08-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Prospects for observing supermassive black hole binaries with the space-ground interferometer
本研究基于光学光变与光谱数据筛选超大质量双黑洞候选体，构建人工神经网络估算240GHz辐射流量，检验候选体在Millimetron空间天文台的可观测性，得到17个候选体，为后续空地基干涉仪观测及星系形成理论研究提供支撑。
2023-10-09 astro-ph.GA
Supermassive Black Hole Binaries: The Search Continues
引力束缚超大质量黑洞双星被认为是星系合并和宇宙大尺度结构生长的自然产物。然而，它们仍然难以观测，因此提出了一个问题，与这些系统相关的特征观测签名。在这次会议上，我讨论了目前的理论认识和观测搜索SBHB的最新进展和前景。
2014-06-19 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Detecting the Orbital Motion of Nearby Supermassive Black Hole Binaries with Gaia
我们表明，为期10年的盖亚任务可以通过天体测量检测附近明亮活动星系核（AGN）中心约1亚秒差距分离的超大质量黑洞二元体的轨道运动。候选活动星系核的红移为z=0.02，在V波段的星等范围$10 \lesssim m_V \lesssim 13$内。可探测的双星质量分布在几倍于$10^7$太阳质量时达到峰值，在几倍于$10^8$太阳质量时被截断。
2020-03-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Review of How Supermassive Black Hole Binaries Can Be Detected and Characterized through Gravitational Lensing of Background Stars
Air Force Institute of Technology（空军理工学院）
本文综述超大质量黑洞双星的引力透镜探测方法，涵盖两种透镜通道，提出QPLS机制，预测相关双星数量，展望其在多信使天文学及LSST时代的应用，为亚秒差距演化阶段的黑洞双星观测提供补充手段。
2026-08-04 astro-ph.GA
The quest for the largest depleted galaxy core: supermassive black hole binaries and stalled in-falling satellites
部分耗尽的核心在明亮的早型星系（M $_{B}\lesssim-$ 20.5等）中几乎无处不在，通常小于1千秒差距。在一个流行的场景中，超大质量黑洞双星--在干（即缺乏气体）星系合并过程中形成--通过三体相互作用将恒星从星系中心区域踢出。在这里，这个“二元黑洞冲刷情景”是通过调查两个星系来探索的，这两个星系据报道拥有迄今为止发现的最大的部分耗尽的核心：2 MASX ~ J 09194427 +5622012和2 MASX ~J17222717+3207571（Abell~2261中最亮的星系）。我们用核心-Sérsic模型拟合了这些星系的二维光分布，发现前者的核心-Sérsic破裂半径为$R_{b,cS}=0.55$ ~kpc，比公布的数值小了三倍。我们使用这个星系来警告其他报道的大破裂半径可能也被高估了，如果它们是使用“尖锐过渡”（内核）到（外部Sérsic）模型得出的。在2 MASX ~J17222717+3207571的情况下，我们得到了$R_{b,cS}=3.6$ ~kpc。虽然我们确认这是已知的最大的部分耗尽的核心的任何星系，我们强调，它是大于预期的超大质量黑洞二进制文件的演变-除非一个调用大量的引力波诱导（黑洞）反冲事件。考虑到这个星系的核心半径内存在多个核（在投影中），我们探索并发现了另一种“停滞的下落扰动”核心形成情景的支持，在这种情况下，这个星系的核心可能是由下落…
2016-10-04 astro-ph.GA
Efficient large-scale, targeted gravitational-wave probes of supermassive black-hole binaries
针对脉冲星计时阵列搜索超大质量黑洞双星计算成本高的问题，提出忽略脉冲星项的地球项近似方法，在提供类似参数约束的同时将搜索效率提升100倍以上。
2023-04-07 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Galactic-scale Feeding Reveals Warped Hypermagnetized Multiphase Circumbinary Accretion Around Supermassive Black Hole Binaries
本研究通过星系尺度物质补给的模拟，揭示了超大质量黑洞双星周围超磁化、多相、偏心扭曲的环双星吸积盘及双极磁塔状外流，深化了对双星演化真实吸积条件的理解。
2025-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Modelling the accretion and feedback of supermassive black hole binaries in gas-rich galaxy mergers
我们引入了一个新的模型的吸积和反馈的超大质量黑洞（SMBH）的二进制文件的KETJU代码，这使我们能够解决的演变SMBH二进制文件的分离几十个史瓦西半径的富气体星系合并。我们的亚网格二进制吸积模型扩展了广泛使用的Bondi-Hoyle-Lyttleton吸积到二进制阶段，并采用优惠的质量吸积到二次SMBH，这是出于小规模的流体动力学circumbinary光盘模拟的结果。我们使用纯热或纯动力学活动星系核（AGN）反馈进行理想化的富气盘星系合并模拟。我们的双星吸积模型提供了更多的物理动机SMBH质量比，这是计算引力波（GW）引起的反冲速度的关键参数之一。我们模拟的SMBH双星的合并时间尺度在$t_{\rm merge}{\sim} 10$ - $400$ Myr范围内。等质量的星系合并导致最短的合并时间尺度，因为它们经历了最强烈的恒星爆发，随之而来的高恒星密度导致了快速的SMBH合并。与热AGN反馈相比，动力学AGN反馈预测更长的合并时间尺度，并导致更多的核心恒星轮廓，因为它更有效地从星系中心去除气体和淬灭恒星形成。这表明活动星系核反馈的实现在模拟SMBH聚结中起着至关重要的作用。我们的模型将有助于改善模拟SMBH合并在富含气体的星系，即将到来的LISA GW天文台的主要目标。
2023-02-18 astro-ph.GA
Kinematic signatures of reverberation mapping of close binaries of supermassive black holes in active galactic nuclei
距离为$\lesssim 0.1$ pc的近距离超大质量黑洞双星（CB-SMBH）是星系合并的最后阶段，它们是低频引力波（GW）的源，但由于它们不能在空间上分辨，在观测上仍然是难以捉摸的。幸运的是，宽发射线到电离连续谱的回声传递了活动星系核（AGN）中心区域中由超大质量黑洞控制的宽线区（BLR）动力学的宝贵信息。在本文中，我们演示了如何复合的混合2维传递函数的二元BLR周围的CB-SMBH活动星系核，提供了一个机会，确定他们从混响映射（RM）数据。研究发现，在傅立叶空间中，CB-SMBH光变曲线的耦合作用导致了传递函数中的变分耦合效应。我们提供了半解析公式的传递函数的气体的运动学地图。对于最简单的变分耦合效应的情况下，我们对几个BLR模型进行了计算，并揭示了与单个活动黑洞的显着区别。原则上，这种差异是由CB-SMBH系统的轨道运动引起的。为了在时域空间搜索CB-SMBH，候选目标的选择应集中在具有H $β$双峰轮廓和较弱的近红外发射的局部活动星系核。未来对目标进行的高保真RM活动将为揭示CB-SMBH的这些运动学特征并因此测量其轨道参数提供机会。
2018-06-18 astro-ph.GA
Supermassive Binaries in Ultralight Dark Matter Solitons
该研究通过模拟发现，超轻暗物质孤子会显著加速超大质量黑洞双星的轨道衰减，且粒子质量大于10^-21 eV时可缓解最终秒差距问题并抑制低频引力波。
2025-06-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Differential Interferometric Signatures of Close Binaries of Supermassive Black Holes in Active Galactic Nuclei: II. Merged Broad Line Regions
不同阶段的超大质量黑洞对是在星系形成和演化的等级框架下星系合并的自然结果。然而，在观测中具有亚秒差距的SMBH的近距离双星（CB-SMBH）的识别仍然是难以捉摸的。最近，通过光谱天体测量（SA），超大望远镜干涉仪上的重力/重力+实现了前所未有的空间分辨率，为解决CB-SMBH提供了新的机会。具有两个独立宽线区（BLR）的CB-SMBH的微分相位曲线被发现具有与单个BLR \citep{songsheng2019}不同的特征结构。一旦CB-SMBH演化到BLR合并形成环双星BLR的阶段，它将有望在不久的将来被脉冲星定时阵列（PTA）作为纳赫兹引力波源解决。在这项工作中，我们使用一个参数化模型的circumbinary BLR计算线轮廓和微分相位曲线SA观测。我们发现，这两个配置文件和相位曲线表现出不对称性所造成的多普勒增强效应的吸积盘周围的个别黑洞，这取决于轨道参数的二进制和几何形状的BLR。我们还使用该模型生成模拟SA数据，然后通过拟合模拟数据来恢复轨道参数。参数间的退化对参数的不确定性有很大影响，但可以通过多历元SA观测和混响映射的联合分析来缓解。
2023-02-16 astro-ph.GA
Evidence for Supermassive Black Hole Binaries
本文综述了超大质量黑洞双星的存在证据与观测特征，探讨了其形成机制、与宿主星系的相互作用对引力波信号的影响，以及LISA和脉冲星计时阵列未来的探测前景。
2025-11-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Are "Changing-Look" Active Galactic Nuclei Special in the Coevolution of Supermassive Black Holes and their Hosts? II. The Case of Changing-Look Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Guangxi Key Laboratory for Relativistic Astrophysics, School of Physical Science and Technology, Guangxi University（广西大学物理科学与技术学院相对论天体物理广西重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；Department of Astronomy, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校天文学系）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）
本文通过扩展样本至变光窄线塞弗特1星系，验证变光活动星系核在超大质量黑洞与宿主共进化中的特殊阶段作用，发现其在中间至老的恒星人口中处于年轻端，并探讨光纤下降效应对窄线区性质的影响。
2026-03-23 astro-ph.GA
Accelerated orbital decay of supermassive black hole binaries in merging nuclear star clusters
超大质量黑洞（SMBH）的合并应该会产生宇宙中最强的引力波（GW）源。然而，它们合并的动力学是一个备受争议的话题。在这项研究中，我们使用了一套$N$体模拟遵循合并的两个核星团（NSC），每个托管SMBH在其中心。我们发现，每个SMBH周围的不同的星团的存在下有重要的后果的SMBH二进制的动力学演化：（i）之间的分离SMBH减少了几个数量级的前几个百万年的综合效应的动力摩擦和潮汐剥离的恒星所造成的阻力。事实上，这对于等质量比的双星来说是一个显著的加速，而对于不相等的质量比，例如1：10或1：100，这变得极端，传统的动力学摩擦力本身不允许绑定。(ii)随后的双星硬化是由SMBH双星和恒星之间的引力弹弓驱动的，也取决于SMBH之间的质量比。因此，有了这个额外的阻力，我们发现我们套件中的所有SMBH在哈勃时间内合并。考虑到大约50%的银河系大小的星系主机NSC，我们的结果是令人鼓舞的，即将到来的GW观测与激光干涉仪空间天线- LISA -这将检测SMBH聚结在$10^4-10^7$ $M_{\rm \odot}$质量范围。
2020-02-11 astro-ph.GA
The two phases of core formation -- orbital evolution in the centres of ellipticals with supermassive black hole binaries
大质量椭圆星系的扁平恒星密度核是由于在贫气体星系合并中下沉的超大质量黑洞（SMBH）而迅速形成的。在SMBH形成一个束缚双星后，引力弹弓与附近恒星的相互作用将核心区域推向切向偏置的恒星速度分布。我们使用无碰撞星系合并模拟与准确的碰撞轨道集成周围的中央SMBHs证明，从中心的弹弓踢恒星的去除占整个速度各向异性的变化。对于我们最大质量的SMBH双星（$M_{\rm BH} = 1.7 \times 10^{10} M_\odot$），在$\sim 3 \ M_\odot \rm yr^{-1}$上，强（非结合）反冲的速率在几百万年内是恒定的。使用基于频率的轨道分类方案（箱，x管，z管，玫瑰花），我们证明弹弓踢主要影响箱轨道与小近心点距离，导致速度各向异性$β\lesssim -0.6$在几百万年内观察到的大质量椭圆与大的核心。我们展示了不同的SMBH质量如何影响合并残余物的轨道结构，并提出了一个运动断层扫描连接轨道家庭积分场运动学特征。我们的直接轨道分类同意非常好的现代三轴史瓦西分析模拟模拟运动学地图。
2021-09-21 astro-ph.GA
Quasars can Signpost Supermassive Black Hole Binaries
本研究结合引力波背景信号、周期性活动星系核候选样本及类星体质量函数，发现类星体包含超大质量黑洞双星的可能性最多是随机星系的五倍，为脉冲星计时阵列搜索提供优先方向。
2025-04-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Quasars with Periodic Variability: Capabilities and Limitations of Bayesian Searches for Supermassive Black Hole Binaries in Time-Domain Surveys
超大质量黑洞双星是星系合并的必然结果。在亚秒差距的距离下，它们实际上是不可能分辨的，最有希望的技术是寻找具有周期性变化的类星体。然而，由于类星体的随机变化性，在时域数据中搜索类星体的周期性是具有挑战性的。在本文中，我们使用贝叶斯方法解开周期SMBHB信号的内在阻尼随机游走（DRW）的活动星系核光变曲线的变化。我们模拟了各种逼真的DRW和DRW+正弦光曲线。它们的观测特性是在卡特琳娜实时瞬态巡天（CRTS）和来自维拉C.鲁宾天文台。通过对参数估计和贝叶斯模型选择的仔细分析，我们研究了可以检测二元系统的参数空间范围。我们还研究了哪些DRW信号可以模仿周期性，并被错误地分类为二进制候选。我们发现，周期性信号更容易检测，如果周期短或信号的幅度是大的DRW噪声的贡献相比。我们在CRTS和LSST模拟中看到了相似的检测率，而错误检测率取决于数据的质量，并且在LSST中最小。我们的理想化模拟提供了一个很好的方法来揭示类星体周期性搜索的内在局限性，并为未来的搜索SMBHB奠定了基础。
2022-08-17 astro-ph.GA
Detection of Gravitational Wave Emission by Supermassive Black Hole Binaries Through Tidal Disruption Flares
星系合并会产生超大质量黑洞双星，它们在合并之前会发出引力波。我们进行三维流体动力学模拟，研究恒星的潮汐破坏这样的双星在其生命的最后几个世纪。我们发现恒星碎片的气体流在双星势中混沌运动，并在两个黑洞周围形成吸积盘。吸积光变曲线在双星轨道周期内受到相对论性光束的调制。这种周期性信号允许通过观测相隔十多年的两次潮汐破裂事件来检测由于引力波发射而导致的双星轨道的衰减。
2016-10-17 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Supernovae in massive binaries and compact object mergers near supermassive black holes
围绕星系核中的超大质量黑洞（SMBH）的核星团是宇宙中的致密系统之一，拥有数百万颗恒星和致密天体（CO）。在距离SMBH几个秒差距的范围内，恒星可以形成双星。在本文中，我们模型的超新星（SN）的过程中，出生在SMBH附近，产生CO二进制的大规模的二进制文件。这些双星后来可以通过发射引力波合并，这是Lidov-Kozai机制的结果。我们研究了这些系统的动力学演化的高精度$N$体模拟，包括后牛顿（PN）项高达2.5 PN阶。我们采用不同的处方出生的速度踢在SN过程中给予，并发现较大的踢导致更紧凑的二进制合并更接近SMBH。我们还得出结论，大多数的合并进入LIGO波段具有非常高的偏心率。最后，我们分别计算了BH-BH、BH-NS、NS-NS的$0.05$-$0.07\ \mathrm{Gpc}^{-3} \mathrm{yr}^{-1}$、$0.04$- $2\times 10^{-3}\ \mathrm{Gpc}^{-3} \mathrm{yr}^{-1}$、$9.6\times 10^{-6}$ - $2.7\times 10^{-3}\ \mathrm{Gpc}^{-3} \mathrm{yr}^{-1}$的合并率，小于实际的LIGO-Virgo观测率。
2019-10-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galaxy Core Formation by Supermassive Black Hole Binaries: the Importance of Realistic Initial Conditions and Galaxy Morphology
在星系合并过程中，超大质量黑洞（SMBH）双星合并释放的结合能被认为是明亮椭圆星系中经常发现的低密度核心的原因。我们使用高分辨率的$N$体和Monte Carlo技术进行单级和多级星系合并模拟和系统地研究的依赖性的中心星系的属性上的二进制质量比，初始密度尖点的斜率，和合并经历的数量。我们研究了耗尽恒星质量（或"质量赤字“）的数量，$M_{\rm def}$，以及耗尽区域的径向范围，$r_{\rm b}$。我们发现，$r_{\rm b}\simeq r_{\rm SOI}$和$M_{\rm def}$在$0.5$到$4M_{\bullet}$的范围内变化，其中$r_{\rm SOI}$是残余SMBH的影响半径，$M_{\bullet}$是残余SMBH的质量。这些关系中的系数弱依赖于二进制的质量比，并保持显着恒定，通过随后的合并。我们的结论是，核心的大小和质量赤字不与合并的数量呈线性关系，很难推断合并的历史，从观察。另一方面，我们表明，无论是$M_{\rm def}$和$r_{\rm b}$是敏感的星系合并残留物的形态，并采用球形的初始条件，在早期的工作，导致误导性的结果。我们的模型再现了大多数观测工作中发现的$M_{\rm def}$的值范围，但在真正的喷出恒星质量周围跨越了近一个数量级的范围。
2021-09-01 astro-ph.GA
The Bardeen-Petterson effect in accreting supermassive black-hole binaries: a systematic approach
盘驱动迁移是富气星系中超大质量黑洞双星演化的关键阶段。除了促进螺旋外，粘性相互作用还倾向于使黑洞的自旋与圆盘的轨道角动量对齐。我们提出了一个关键的和系统的调查这个问题，也被称为巴丁-彼得森效应。我们设计了一个新的迭代格式来求解在相对论标架拖曳和双星伴星影响下的翘曲吸积盘的非线性动力学。我们的特点的影响，光盘的“临界quantiity”，这标志着固定的解决方案不存在的参数空间的区域。我们发现，黑洞的自旋达到完全对齐或临界配置。达到临界结晶度可能意味着流体动力学模拟中观察到的圆盘破裂。我们的发现对于预测超大质量黑洞双星进入引力波驱动区并被LISA探测到的自旋构型是很重要的。
2020-07-06 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger Time-domain Signatures Of Supermassive Black Hole Binaries
超大质量黑洞双星（SMBHB）是星系合并的自然产物，应该经常在星系核中形成。亚秒差距双星可以从它们明亮的电磁辐射中识别出来，例如，活动星系核（AGN）的多普勒频移宽发射线或AGN的周期性变化，以及从发射的强引力辐射。质量最大的双星（总质量>10^8 M_sol）发射的辐射在纳赫兹波段，是脉冲星定时阵列（PTA）的目标。在这里，我们研究电磁和引力波签名SMBHB之间的协同作用。我们将这两个信号与双星的轨道动力学联系起来，并研究它们之间的共同联系，为联合多信使观测奠定基础。我们发现，周期性变化所产生的相对论多普勒增强是最有前途的电磁签名与全球Ws连接。我们描绘的参数空间（二进制总质量/啁啾质量与二进制周期/GW频率），联合观测是可行的。目前，多信使探测只可能用于最大质量和附近的星系，受到PTA灵敏度的限制。然而，我们证明，随着PTA在未来几年收集更多的数据，重叠的参数空间预计将显着扩大。
2021-10-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
RABBITS -- I. The crucial role of nuclear star formation in driving the coalescence of supermassive black hole binaries
本研究基于RABBITS模拟系列，发现核恒星形成通过三体相互作用显著缩短了星系合并中超大质量黑洞双星的硬化与合并时标，并指出AGN反馈、星系类型及离心率对合并时标的具体影响，有助于改进引力波事件率建模。
2024-02-02 astro-ph.GA
Tidal Disruption Event Demographics in Supermassive Black Hole Binaries Over Cosmic Times
本研究通过模拟SMBH双星探究TDE速率随质量和红移的变化，发现双星系统TDE速率随质量增加，与单SMBH趋势相反，为解释观测速率和约束双星比例提供了可测试框架。
2025-07-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraints On The Dynamical Environments Of Supermassive Black-hole Binaries Using Pulsar-timing Arrays
我们介绍了一种技术的引力波分析，高斯过程回归是用来模拟应变谱的随机背景，使用人口合成模拟。这导致了对天体物理参数的直接贝叶斯推断。对于PTAs具体来说，我们插值超大质量黑洞二元环境的参数空间，包括3体恒星散射，和不断变化的轨道偏心率。我们说明了我们的模拟数据的方法，并评估与NANOGrav 9年数据发布类似的数据推断的前景。
2017-05-05 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Structure and evolution of circumbinary disks around supermassive black hole (SMBH) binaries
一般认为，星系中心超大质量黑洞（SMBH）双星周围的气体盘可以促进双星合并，并产生电磁波和引力波的观测信号。通过用粘性角动量通量F_J重新表述粘滞盘演化的标准方程，我们探讨了环双星盘的一般性质。在稳态下，F_J是比角动量的线性函数，它是标准常数\dot M盘解的推广（但不等价于）。如果中心双星产生的力矩能有效地阻止气体流入并在盘中打开间隙（或空腔），则环双星盘的内部可以近似为一个常FJ盘。我们在不同的物理制度相关的SMBH双星计算这样的磁盘的属性，并使用这些结果来理解的气体辅助的演变SMBH对开始分离10^{-4}-10 ^{-2} pc。我们发现以下情况。(1)物质在盘的内边缘的堆积导致作用在双星上的扭矩的持续增长，并且与引力波驱动的衰变相比，可以大大加速其轨道演化。(2)二进制上的扭矩是确定非本地的，并不反映在二进制附近的磁盘属性。(3)双星的演化取决于过去的盘演化历史。(4)爱丁顿极限在环双星盘中是重要的，即使它们在双星演化的后期以亚爱丁顿速率吸积。(5)在双星扭矩的作用下自洽演化的环双星盘发出更多的功率，并且具有与恒定\dot M盘的光谱不同的光谱-它更陡（νF_ν \propto ν^{12/7}）并且延伸到更短的波长，便于其检测。
2012-06-12 astro-ph.GA
Constraining the coalescence rate of supermassive black-hole binaries using pulsar timing
脉冲星定时观测被用来限制超大质量黑洞（SMBH）双星的合并率作为质量和红移的函数。与其他技术的间接约束相反，脉冲星定时观测提供了对黑洞合并率的直接约束。这是可能的，因为脉冲星计时对这些源在演化的最后阶段发射的引力波（GW）很敏感。我们发现，从最近发表的帕克斯脉冲星定时阵列数据计算的上限是略高于理论预测的红移低于10。在未来，随着时间精度的提高和更长的数据跨度，我们表明，GWs的非检测将排除某些特定类别的SMBH二进制合并模型中的可用参数空间。我们还表明，如果我们可以定时一组的时间到10纳秒的定时精度，例如，使用拟议的平方公里阵列，它应该是可能的，以检测一个或多个单独的SMBH二进制系统。
2011-03-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Relaxation near supermassive black holes driven by nuclear spiral arms: anisotropic hypervelocity stars, S-stars and tidal disruption events
核旋臂是在星系中心发现的小尺度瞬时螺旋结构。类似于银河系尺度的对应物，核旋臂可以扰乱恒星的轨道。在银河系中心（GC）的情况下，这些扰动可以影响超大质量黑洞（MBH）周围数百秒差距范围内的恒星和双星的轨道，导致轨道能量和角动量的扩散。这种扩散过程可以驱使恒星和双星接近MBH，在潮汐破坏事件（TDE）中破坏单星，或者破坏双星，留下一颗恒星紧紧地束缚在MBH上，而一颗未束缚的恒星逃离星系，即，超高速恒星（HVS）在这里，我们考虑扩散核旋臂在星系核，指定银河系GC。我们使用测试粒子积分确定核螺旋臂驱动的扩散速率，并计算中断率。我们的TDE率比单星休闲高出20%。对于双星，增强是一个因素~100，和我们的利率是可比的HVS和S-恒星的观测数量。我们的方案是补充大质量微扰驱动的弛豫。此外，我们的速率取决于双星相对于银河平面的倾角。因此，我们的方案提供了一个新的潜在来源所观察到的各向异性分布的HVS。核旋臂对于加速双星MBH的合并，以及为核星团提供恒星和气体也很重要。
2017-07-10 astro-ph.GA
Orbital Decay of Supermassive Black Hole Binaries in Clumpy Multiphase Merger Remnants
我们模拟了两个银河系大小的星系盘的等质量合并，中等气体分数在秒差距尺度的分辨率，包括一个新的模型辐射冷却和加热的多相介质，以及恒星形成和超新星的反馈。这两个圆盘最初有一个$2.6\times10^6\mathrm{~M_{\odot}}$超大质量黑洞（SMBH）嵌入它们的中心。随着合并的完成，两个星系核心合并，SMBH形成一对，间隔几百pc，逐渐衰减。由于合并后系统的随机性质，双星的轨道平面受到显著的扰动。此外，由于强烈的星爆，来自中心区域的气体被完全抽空，需要$\sim10$ ~Myr来重建核盘。最重要的是，星际介质的cluerous性质对SMBH对的动力学演化有重大影响，SMBH对经历与大质量气体云的引力相遇以及由云中的云和盘中的螺旋模式随机扭转。这些效应结合起来，大大延迟了两个SMBH的衰减到几个秒差距的分离，与以前的工作相比，几乎两个数量级，$\sim 10^8$ yr。在气体更丰富的星系合并中，在高红移的随机扭矩将更加明显，并可能导致更强的轨道衰变调制。这表明，在任何红移中，几十秒差距的SMBH对应该是相对常见的。
2014-06-17 astro-ph.GA
Eccentricity effects on the supermassive black hole gravitational wave background
本研究针对偏心距对超大质量黑洞引力波背景频谱的影响，提出快速半解析计算方法，结合脉冲星计时阵列观测发现纯引力波驱动下支持高偏心距系统，纳入环境效应后初始偏心距可降低但纯圆轨道仍不被支持。
2024-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraints on Individual Supermassive Black Hole Binaries from Pulsar Timing Array Limits on Continuous Gravitational Waves
脉冲星计时阵列（PTAs）对亚秒差距尺度上超大质量黑洞双星发射的连续引力波的应变振幅施加了越来越严格的限制。在本文中，我们将在特定的星系在已知的距离超大质量黑洞的动力学质量$M_{bh}$的独立信息，并使用这些额外的信息，以进一步限制这些星系是否可以主机可检测的超大质量黑洞二进制。我们估计的应变振幅从个别双星作为一个函数的二进制质量比附近的两个样本的星系：（1）直接动力学测量的$M_{bh}$在文献中，和（2）116个最大的早期型星系（因此可能主机的最大质量的黑洞）在108 Mpc的大规模调查。我们的探索性分析表明，目前的PTA上限的连续波（作为在天空中的角位置的函数）已经可以约束质量比的假设黑洞双星在我们的样本中的许多星系。对于具有较大$M_{bh}$和较小距离的星系，这种约束更强。对于在NGC 1600、NGC 4889、NGC 4486（M87）和NGC 4649（M60）中心有$M_{bh} \gtrsim 5\times 10^9 M_\odot$的黑洞，任何在PTA频带内的轨道上的双星伴星的质量比必须是百分之几或更少。
2016-04-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational waves from supermassive black hole binaries in ultra-luminous infrared galaxies
纳赫兹波段的引力波是研究星系核中超大质量黑洞宇宙演化的重要工具。我们考虑高$z$超亮红外星系（ULIRGs）中的SMBH双星作为随机GW背景（GWB）的来源。ULIRGs可能与富含气体的星系合并有关，这些合并可能在星系的生命中最多发生一次，而不像在低红移时的多次干合并。采用一个完善的样本ULIRGs，我们研究的性质，由于合并的二元SMBHs在这些星系的GWB。由于ULIRG群体在$z>1.5$达到峰值，因此即使BH合并延迟长达$\sim $ 10 Gyrs，GWB的振幅也不会受到影响。尽管罕见的高$z$ ULIRGs，我们发现一个紧张的上限脉冲星定时阵列（PTA）的实验。这一结果表明，如果一小部分的ULIRGs $f_{\rm m,gal}$与SMBH二进制，然后不超过$20 f_{\rm m,gal}(λ_{\rm Edd}/0.3)^{5/3}(t_{\rm life}/30~{\rm Myr})~\%$的二进制SMBH在ULIRGs可以合并在哈勃时间内，ULIRGs的爱丁顿比（$λ_{\rm Edd}$）和它们的寿命（$t_{\rm life}$）的合理值。
2018-09-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Next-Generation Very Large Array: Supermassive Black Hole Pairs and Binaries
下一代甚大阵列（ngVLA）有可能成为发现和研究成对超大质量黑洞的主力，无论是在大分离（对偶）还是在紧束缚系统（二元）中。在本章中，我们概述了研究这些超大质量对的科学案例，并总结了可以在无线电波长下发现它们的发现方法：包括形态学，光谱和时域识别。这项工作的一个关键方面是，多信使二进制黑洞的研究可能与ngVLA结合使用脉冲星定时阵列技术的引力波搜索时。然而，长基线干涉测量（>>1000公里）将使这种可能性更大，因为它扩大了红移范围，在这个范围内，可以分辨和研究两个独立的黑洞产生的无线电发射。
2018-08-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
The Stellar Orbital Structure in Axisymmetric Galaxy Models with Supermassive Black Hole Binaries
在非球形星系中的特定的向心轨道族原则上可以通过三体散射驱动黑洞双星收缩其轨道，直到黑洞足够接近以强烈发射引力波。大多数这些研究依赖于静态SMBH嵌入星系势的轨道分析来支持这一观点;然而，当第二个SMBH进入中心时，这些轨道如何转变尚不清楚，因此我们对哪些轨道实际上与SMBH双星相互作用的理解并不是铁板一块。在这里，我们分析了两个扁平的星系模型，一个有一个单一的SMBH和一个二元，以确定哪些轨道实际上与SMBH二元相互作用，以及它们如何与单一SMBH嵌入模型中预测的集合进行比较。我们发现预测与二进制和那些实际上是分散的二进制，在能量和LZ分布，其中LZ是恒星粒子的角动量的Z分量的嗜中心轨道之间的密切对应关系。一个小问题：由于质量更大，双星SMBH的影响半径大约是单SMBH模型的4倍，这使得双星可以从更大的轨道库中吸取能量进行散射。在预测粒子和散射粒子中，近一半的粒子具有混沌轨道，40%的粒子具有fx：fy=1：1的轨道，10%的粒子具有其它的共振轨道。
2018-05-10 astro-ph.GA
Population Estimates for Electromagnetically-Distinguishable Supermassive Binary Black Holes
区分一个吸积的超大质量黑洞双星系统和一个以相同速率吸积的单个超大质量黑洞的光子输出本质上是困难的，因为大部分光是从黑洞的ISCO附近发出的。然而，有两种可能的信号，可以明显地标记二进制，产生的差距，形成的环二进制吸积流内约两倍的二进制分离。其中之一是一个“缺口”切入这些系统的红外/光学/紫外线的热光谱，其他一个随时间变化的过量硬X射线光度，其周期是双轨道周期的顺序。利用详细的星系演化模拟数据，我们估计了吸积超大质量黑洞双星的质量、质量比和吸积率随红移的分布函数，并将该分布函数转换为这两个潜在信号的预测源计数。在通量水平>~10^{-13} erg~cm^{-2}~s^{-1}时，天空中可能存在~O（10^2）个这样的系统，大多数在红移范围~0.5 < z < ~1。大约10%的周期应该足够短（<~5年），以检测X射线调制;这也是PTA观测的周期范围。
2019-05-24 astro-ph.GA
The properties of hypervelocity stars and S-stars originating from an eccentric disc around a supermassive black hole
在星系晕中观测到的超高速恒星（HVS），被认为是通过位于银河系中心的超大质量黑洞（SMBH）附近的双星的潮汐破裂过程而加速到大速度。然而，目前还不清楚这些相对年轻的恒星是在哪里诞生的，以及是什么动力学过程将它们推向了围绕SMBH的近径向轨道。在本文中，我们调查的可能性，年轻的双星起源于一个薄的偏心盘，类似于现在在银河系中心观察到的。通过直接N体模拟，我们遵循的动力学演化的初始薄和偏心盘的恒星与100%的二进制分数围绕SMBH轨道。这样的配置导致Kozai-Lidov振荡的轨道要素，使相当数量的双星密切附近的黑洞。这些双星的后续潮汐破坏加速其组件之一的速度远远高于逃逸速度从SMBH，而第二个组件成为紧密绑定到SMBH。我们描述的逃逸和紧束缚的恒星在我们的模型中的主要运动学性质，并比较它们的定性观察到的HVS和S-星的属性，分别。最突出的特征是逃逸恒星方向的各向异性，这在银河系HVS中被观察到，但尚未得到解释。
2016-06-29 astro-ph.GA
The fate of close encounters between binary stars and binary supermassive black holes
位于银河系中心的主序星双星的演化会受到中心超大质量黑洞（SMBH）的严重影响。由于这些微扰效应，稠密环境中的恒星双星可能会通过长期和/或非长期相互作用经历合并，碰撞或喷射。与中央SMBH更直接的相互作用被认为会产生超高速恒星（HVS）和潮汐破裂事件（TDE）。在本文中，我们使用N体模拟研究恒星双星的动力学轨道中央SMBH主要与外部SMBH次要轨道这个内部的三重。研究了次级SMBH对HVS、TDE和恒星合并事件率的影响，并将其作为SMBH-SMBH双星质量比的函数。我们的数值实验表明，相对于孤立的SMBH的情况下，TDE和HVS率增强，分别为最小和最大的质量比SMBH-SMBH二进制文件。这表明观测到的TDE和HVS事件率有可能作为中央SMBH-SMBH双星质量比的诊断。次级SMBH的存在也允许超高速双星的产生。因此，对这些系统的观测可以限制银河系中心存在次级SMBH。
2017-12-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive Black Hole Binaries in Ultralight Dark Matter
该研究探究超轻暗物质（ULDM）对超大质量黑洞双星演化的影响，发现ULDM形成的大质量准粒子可通过提取双星能量角动量、增强恒星弛豫补充损失锥两种途径解决黑洞并合的最后秒差距问题。
2023-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Signatures of supermassive black hole binaries on maser systems
我们说明了一个新的签名的黑洞二进制从他们的影响运动学的水脉泽发射在他们的环境。在模拟的帮助下，我们建立了基于相干长度校准到已知的脉泽星系NGC 4258的相干长度的条件。然后，这是用来识别周围的二进制黑洞系统的激射团块，并量化的运动学和光谱的差异相对于单一的黑洞的情况。对于某些一般情况下，蓝移脉泽周围的一个双黑洞被发现优先遵循开普勒旋转曲线观察到的单黑洞的情况下。然而，红移的，被发现明显偏离这种关系，也显示出更多的分散与朝向较低的绝对值的速度沿视线的趋势。脉泽的频谱作为视线速度的函数也显示出双峰结构，让人想起最近对Mrk 1等系统的观测。我们的研究结果激励未来的前景，以确定二进制黑洞候选人的帮助下，水脉泽排放。
2022-04-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Direct determination of supermassive black hole properties with gravitational-wave radiation from surrounding stellar-mass black hole binaries
相当数量的恒星质量黑洞（BH）双星可能在星系核或周围的气体盘中合并。利用空间引力波观测站，我们可以使用这样的双星作为信号载体来探测由中心超大质量黑洞（SMBH）引起的调制，这进一步允许我们对SMBH的性质进行限制。我们特别表明，德西特进动的内部恒星质量的二进制的轨道角动量（AM）周围的外轨道的AM将是可检测的，如果进动周期是可比的观测时间，通常是几年。一旦探测到，进动可以与外轨道运动产生的多普勒频移相结合，以单独确定SMBH的质量和外轨道间隔，每一个都具有100级的精度。如果我们进一步假设由星载和地基探测器联合探测，则可探测性阈值可扩展到约100年的岁差周期。
2020-12-14 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Dynamics and spin alignment in massive, gravito-turbulent circumbinary discs around supermassive black hole binaries
本研究通过3D流体动力学模拟探究超大质量黑洞双星周围环双星盘的动力学与自旋演化，发现双星均会收缩且无次级黑洞优先吸积，导致引力波背景较弱，但自旋对齐速度快于双星旋近时标。
2024-09-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Tidal disruption events from supermassive black hole binaries
研究了超大质量黑洞（SMBH）双星对恒星的潮汐扰动的扰动前引力动力学和扰动后流体动力学。我们专注于相对较低的质量原色（$10^6M_{\odot}$），中等质量比，分离与合理的长引力波inspiral时间（几十万年）。首先，我们产生一个大的合奏（1和10万之间）的限制三体积分，以量化的统计特性的潮汐中断圆形SMBH二进制初始未绑定的恒星。与单个SMBH破坏的参考情况相比，二元势在破坏点处引起恒星的比能量和角动量的显着变化。第二，我们使用牛顿数值流体力学研究的详细演变的后备碎片从120个中断随机选择的三体合奏（不包括最深的穿透遇到）。我们发现，碎片的整体形态被大大改变的存在下的第二个黑洞，吸积率的历史显示了广泛的行为，包括数量级下降和过剩的控制模拟，其中只包括一个黑洞。在某些情况下，复杂的演化持续了双星的许多轨道周期。我们在与双轨道周期相关的时间尺度上的吸积曲线中找到了功率的证据，尽管没有确切的周期性。我们讨论了我们的研究结果在未来的宽场调查的背景下，并评论的前景，确定和表征的事件发生在核与二进制SMBHs的子集。
2016-11-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Astrophysical Population Coordinates for Supermassive Black Hole Binaries in Pulsar Timing Array Inference
State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Xinjiang Astronomical Observatory, CAS（中国科学院新疆天文台射电天文与技术重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；Xinjiang Key Laboratory of Radio Astrophysics（新疆射电天体物理学重点实验室）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）
该研究利用脉冲星计时阵列通过纳赫兹引力波背景探测超大质量黑洞双星群体物理，构建唯象前向模型，约束三个标准化群体坐标β、有效φ、有效m，量化了脉冲星计时阵列摘要的相对敏感性，且附近群体实现保留大量后验重叠。
2026-07-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dynamical friction and the evolution of Supermassive Black hole Binaries: the final hundred-parsec problem
原本位于两个合并星系核中的超大质量黑洞将在残余核心中形成双星。大质量双星的早期演化是由动力学摩擦驱动的，然后双星变得“硬”，并最终通过引力波发射达到合并。{我们考虑由次级黑洞组成的大质量双星的动力学摩擦演化，次级黑洞在由更大质量的中心黑洞控制的恒星尖点内运行。}在我们的治疗中，我们包括摩擦力的恒星移动速度比inspiralling对象，这是忽略了在标准的Sirrasekhar的治疗。我们表明，如果恒星尖点密度剖面上升不太陡比$ρ\propto r^{-2}$的二进制偏心率增加。在比$ρ\propto r^{-1}$浅的尖点中，由于缺乏比大质量天体运动速度慢的恒星，摩擦时标会变得非常长。虽然包含快速恒星会增加衰变率，但在足够大质量的星系中，低质量比双星（$q\lesssim 10^{-3}$）的衰变时间尺度比一个哈勃时间更长。在这样的小合并期间，次级孔在偏心轨道上停在初级孔的影响半径的十分之一量级的距离处（即，大质量椭圆星系的$\approx 10-100\rm pc$）。我们计算了作为宿主星系质量的函数的失速卫星的预期数量，并表明最明亮的星系团星系应该有$\gtrsim 1$这样的卫星轨道在其核心。我们的结果可以解释许多观测，包括核心椭圆星系中的多核现象，偏心活动星系核和偏心核盘。
2017-04-03 astro-ph.GA gr-qc
Final stage of merging binaries of supermassive black holes: observational signatures
人们对双超大质量黑洞（SMBH）的兴趣越来越大，但在观测中，分离小于~1光日（10^8 Msun的引力半径为~10^2）的合并双星在引力波的控制下迅速演化，是难以捉摸的。在本文中，我们讨论了三个区域的组成SMBH周围的迷你盘的命运：1）低速率（对流主导吸积流（ADAF）），2）中等速率，3）超爱丁顿吸积率。具有中间速率的微型盘通过热电晕的热传导进行蒸发，形成混合径向结构。当双星轨道周期小于蒸发小圆盘的声传播时间尺度时，由于圆盘将被高度扭曲而被破坏，因此出现了一种新的不稳定性，称为声不稳定性。我们证明了小圆盘的声不稳定性与A_{crit} ~10^2 Rg的临界分离，并且腔中充满了热气体。对于这些二进制，组件SMBH的吸积与邦迪模式的ADAF制度，显示周期性的变化所造成的多普勒增强效应的无线电从ADAF由于轨道运动。与此同时，环双星盘（CBD）仍然没有足够的热（紫外赤字）来产生光子来吸收气体以获得宽发射线。当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，CIV线出现。此外，如果CBD与二元平面不对准，则预期具有约十倍射电周期的光学周期变化。
2022-11-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Likelihood for Detection of Sub-parsec Supermassive Black Hole Binaries in Spectroscopic Surveys
出于观测搜索亚秒差距超大质量黑洞二进制文件（SBHBS），我们开发了一个模块化的分析模型，以确定正在进行的光谱调查检测SBHBS的可能性。该模型结合了参数化率的轨道演化的SBHB在circumbinary磁盘与光谱调查的选择效果，并返回一个多变量的可能性SBHB检测。基于这个模型，我们发现，为了发展到检测窗口的光谱搜索从更大的分离在小于哈勃时间，$10^8M_\odot$ SBHBs必须，平均而言，经历角动量传输速度比所提供的磁盘吸积率$0.06\,\dot{M}_E$。每年观测一次的光谱搜索原则上对轨道间隔为$< {\rm few}\times 10^4\, r_g$的双星很敏感（$r_g = GM/c^2$和$M$是双星的质量），在这个范围内，每一个SBHB都应该有超过200个引力束缚系统，它们具有类似的性质，但间隔更大。此外，如果在这个分离范围内的所有SBHB的光谱都显示出光谱搜索所使用的类似活动星系核的发射线，那么投影因子意味着每个观测到的$10^8M_\odot$ SBHB都有五个未检测到的双星，它们的质量比为$0.3$，轨道分离为$10^4\,r_g$（如果SBHB的某些部分是不活跃的，则会有更多）。这个模型可以用来推断最有可能的轨道参数观测到的SBHB候选人，并提供限制的SBHB的轨道演化率，如果观察到的候选人被证明是真正的二进制。
2018-06-07 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
No tension between assembly models of supermassive black hole binaries and pulsar observations
脉冲星定时阵列（PTAs）是目前唯一的手段来寻找引力波随机背景的超大质量黑洞二进制人口，被认为是在掌握当前或不久的将来的观测。然而，Parkes PTA（Shannon et al. 2013，2015）设定的严格上限被解释为在$> 90\%$置信度下排除了当前通过星系合并和恒星相互作用硬化的双星组合范例，这表明演化被加速（通过恒星和/或气体）或停滞。使用贝叶斯分层模型，我们认为这个上限的影响，全面的天体物理学的情况下，没有调用失速，也没有更多的异国情调的物理过程。我们发现，他们是完全一致的上限，但（弱）人口参数的界限可以推断。模型之间的贝叶斯因子在$\approx 1.03$ -- $5.81$之间变化，特征振幅先验和后验之间的Kullback-Leibler分歧在$0.37$ -- $0.85$之间。考虑到之前关于星系合并率的天体物理信息，最近对黑洞-星系核球质量关系的向上修订（Kormendy & Ho 2013）在$1.6σ$中与较轻的模型（例如Shankar et al. 2016）相比不受欢迎。我们还表明，如果灵敏度提高一个数量级后仍无法检测到，那么最乐观的情况在$3.9σ$中会受到不利影响。
2017-08-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
The NANOGrav 11yr Data Set: Limits on Supermassive Black Hole Binaries in Galaxies within 500Mpc
超大质量黑洞双星（SMBHB）是星系合并的结果，经常在星系核中形成。在亚秒差距的距离，双星成为低频引力波（GW）的强源，脉冲星定时阵列（PTA）的目标。我们使用最近的上限连续GW从北美纳赫兹天文台的引力波（NANOGrav）11年的数据集放置在附近的大质量星系的假定SMBHB的约束。我们编制了一个包含本地宇宙中约44，000个星系的综合目录（红移约为0.05），并在其中填充了假设的双星，假设双星的总质量等于从全球尺度关系导出的SMBH质量。假设圆形等质量双星发射在NANOGrav的最敏感的频率为8 nHz，我们发现216个星系在NANOGrav的灵敏度范围内。我们通过计算此类二进制在NANOGrav阵列内诱导的总信噪比（S/N），基于GW可检测性对潜在SMBHB进行排名。我们对这216颗假想双星的啁啾质量和质量比进行了限制。对于19个星系，只有非常不等质量的双星是允许的，次级星系的质量小于主星系的10%，大致相当于银河系中SMBHB的限制。此外，我们能够排除主要合并（质量比至少为1/4）为这些星系的几个交付的双星。我们还得出了纯粹基于GW数据的主要合并所交付的二进制文件密度的第一个限制。
2021-01-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Radial Velocity Test for Supermassive Black Hole Binaries as an Explanation for Broad, Double-Peaked Emission Lines in Active Galactic Nuclei
对于在某些活动星系核（AGN）光谱中观测到的宽的双峰巴耳末发射线，人们提出的一种解释是，它们与亚秒差距超大质量黑洞（SMBH）双星有关。在这里，我们通过几十年的监测双峰H-α发射线的速度结构，在13个低红移，主要是无线电响亮的活动星系核测试的二元宽线区域假说。与Eracleous等人（1997）的早期测试相比，这是一个更大的对象集，我们对该论文中研究的三个对象使用了更长的时间序列。虽然系统的径向速度变化可以在它们的许多谱线中追踪到，但它们显然不像那些在圆形轨道上的光谱双星。因此，任何分光双星的周期都必须比监测的跨度长得多（假设轨道是圆形的），而这又要求黑洞的质量比使用诸如混响测绘和恒星速度色散等技术获得的这些物体的质量高出1-2个数量级。此外，双峰巴耳末线轮廓的电离连续体的波动和Ly-alpha配置文件的形状的响应是不兼容的SMBH二进制。因此，二元宽线区假说是不受欢迎的。其他过程明显地塑造了这些线轮廓，并导致双峰的长期速度变化。
2015-12-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Novel Formation Channel for Supermassive Black Hole Binaries in the Early Universe via Primordial Black Holes
提出一种由原初黑洞催化直接坍缩黑洞形成，进而产生早期宇宙超大质量黑洞双星的新机制，为JWST、ALMA及引力波探测提供可检验预言。
2025-09-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Hot, cold, and multi-component accretion flows around supermassive black hole binaries
本研究提出了一种模型，用于解释超大质量黑洞双星的多组分吸积流特性，并通过观测数据验证了其自洽性。
2025-12-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Differential Interferometric Signatures of Close Binaries of Supermassive Black Holes in Active Galactic Nuclei
在本文中，我们探讨的机会，应用重力在超大望远镜干涉测量（VLTI）前所未有的空间分辨率，以确定密切的超大质量黑洞（CB-SMBHs）的活动星系核（AGN）的双星。每个SMBH被假定为单独包围由自己的宽线区域（BLR）与维里化运动的云组成。双轨道运动和云的维里运动的组合决定了每个BLR中的投影速度场和微分相位曲线，这明显不同于单个BLR。计算了CB-SMBHs在重力场下的发射线轮廓和微分相位曲线。对于两个BLR的角动量和轨道运动平行的最简单的情况，相位曲线中通常出现相位平台。对于角动量的其他组合，平台被新的峰和谷所取代，这取决于不同的情况。在给定的组合下，相位曲线对CB-SMBH参数的变化也很敏感。所有这些特征都很容易与已知的单个BLR的$S$形相位曲线区分开来，因此重力场有望从活动星系核的候选者中揭示CB-SMBH信号。通过对混响测绘观测数据的联合分析，我们可以可靠地识别CB-SMBH，同时测量它们的轨道参数。这种轨道参数的独立测量对未来脉冲星定时阵列（PTA）观测低频引力波性质的分析也有意义。
2019-07-02 astro-ph.GA astro-ph.IM
Searching for Binary Supermassive Black Holes via Variable Broad Emission Line Shifts: Low Binary Fraction
超大质量黑洞双星（SMBH）被认为是星系合并的结果，因此是宇宙分层结构形成的自然副产品（和探针）。它们也是低频引力波发射的主要来源。我们搜索的二进制BH使用时变速度的变化，在广泛的镁II类星体发射线与多历元观测。首先，我们检查了Ju等人（2013）中确定的二进制SMBH候选者的速度变化，使用SDSS光谱和额外的数据时期，将典型基线延长到约10年。我们发现10年内视线速度变化的变化与1-2年内观察到的变化相当，排除了大部分候选者的二元模型。然后，我们分析了1438个具有8年中位时间基线的天体，从这些天体中，我们预计亚pc双星的速度变化>1000 km/s。我们只发现一个物体的外围速度为448 km/s，这表明，根据我们的建模，作为类星体活跃的SMBH的~<1%（该值因不同的假设而异）存在于间距为~0.1 pc的双星中。双星要么迅速掠过这些小的分离区，要么在更大的半径处失速。
2016-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
